卢耀如院士答网友三问

2015-03-16 17:58:00    作者:卢耀如院士     来源:中国风景园林网     浏览次数:

  2.以北京为例,城市排水问题如何得到解决?理想化来说,如果海绵城市的设施系统建立起来,土层中的地下水按设想的收集到饱和的程度,是否会在大暴雨时增加内涝的几率?

  首先,要理解“海绵蓄水”的机理是什么?海绵蓄水是因为海绵体内有许多空隙,可作为吸水充水的空间。但是空隙之间的海绵体结构是紧密地有强度地连接在一起,充满水的空隙,所产生的力量不能或不易冲毁海绵体的自身结构。

  土壤和砂层就不一样,其蓄水空间就是土壤和砂层中间的空隙,而土颗粒和砂砾之间的凝聚力就不像海绵体那样具有散性与弹性的结构。土壤和砂层的过饱和就会使其颗粒间失去干燥时的凝聚力,产生液化。

  我们站在河边的沙滩上,表面上是干燥的,但是地下不深处就有地下水。如果我用脚轻轻地在干燥砂层表面拍打,不久砂层在脚的拍打下就向四周产生液化而沉陷,脚拍打的这一块干沙表面就会出现一片水坑。如果城市下面的土层、砂层完全过饱和,那会在相应的地势条件下,引起砂土层液化并产生滑坡、泥石流等灾害。

  土壤完全过饱和,水位上升使一般树木的根部会完全处在地下水淹没状态下,就会使树根烂掉而死亡。早期修建的官厅水库,库区有一片果林,因水库蓄水后使地下水雍高,结果导致原有一片果林的根部全部浸没而造成毁林事件。

  北京还有黄土分布,黄土为多孔隙的土壤,具有湿陷性,就是说黄土的土体受水所浸没就会产生湿陷性而造成沉降、崩塌、陷落,进而产生滑坡、泥石流,使建筑物受损。

  所以,用“海绵吸水”来反映城市抗大暴雨带来的避灾效果,反而会添乱加重灾害的发生。

  “土层中的地下水按设想收集到饱和的程度”,这说法不准确。地下水面以下的土层都是饱和的,地下水位以上土层是充气带,水可垂直向下渗流,又称垂直循环带。水可通过地层的渗透而补给下面的饱水带中地下水,这样地下水面就会上升。在枯水期地下水面和洪水期高地下水面之间,就存在地下水的季节变动带。关键在于,在城市中应如何控制这一季节变动带。要使城市中蓄积的地下水不至于使地下水完全充满土层使之饱和,而应当使最高的地下水面所造成的抬高饱水带(实际为抬高的季节变动带)不至于诱发产生其他地质灾害,从而对城市建筑物以及植物农田等构成危害,应是最基本的原则。

  所以,大城市,要使城市建筑所在的土层中都让达到饱和状态,即所有土壤、砂层中孔隙全部充满水,如海绵孔隙中都充满水,那样加剧内涝灾害当不可避免的,而诱发其他土、砂层的液化、滑动、毁坏植被,以及对城市生态恶化,对人民生命财产的损失,也是不言而喻的。

编辑:zhaoai

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